JPS59197721A - 可燃材料の燃焼を制御するための方法 - Google Patents

可燃材料の燃焼を制御するための方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固体可燃材料の燃焼のため使用される燃焼空
気の実質的に全量がその一部を形成するその底部におい
て導入される多重炉床型炉装置において、可燃物質、特
に下水汚泥の如き可燃性の廃棄物質の燃焼を制御する改
善された方法および装置に関する。
可燃物質、特に下水汚泥の如き廃棄物質を多重炉床型炉
装置内で燃焼させることは公知である。
例えば下水汚泥の如き廃棄物質を燃焼させるためのこの
ような炉装置の早期の使用においては、汚泥は単に最上
部の炉床に供給され、空気が最下部の炉床に対して供給
され、燃料バーナーは燃焼が確実に生じるようにするた
め必要とされる如き種々の炉床上に定置されていた。こ
のような多重炉床の構成においては、炉装置が最上部3
の炉床において汚泥を乾燥させるため使用され、このよ
うに乾燥された汚泥はこれが略々完全に燃・焼されるま
で炉床間に送られ、灰は最下部の炉床力・ら放出されて
いた。
汚泥の処理のための典型的な多重炉床型炉装置にお℃・
ては、炉部は一般に、4つの別個の運転区域、即ち(1
)汚泥中に含まれる水分の大部分力\蒸発させられる1
つ以上の乾燥用炉床により画成される上部乾燥区域と、
(2)汚泥に含まれる揮発性の可燃物質が燃焼される少
なくとも1つの炉床により画成される中間の燃焼区域と
、(3)下方の固定された炭素燃焼区−城と、(4)燃
焼区域における燃焼j尚程で残った不活性の固体の残渣
が空気により冷去口され灰が最後に炉部め底部から放出
される1つ以上の底部炉床により画成される最終的な冷
却区域とに分割されている。二のような多重炉床型炉装
置においては、固体の汚泥は炉部の頂部に導入されこの
汚泥が「灰の冷却用」の炉床としてJi5 ’t、aの
最下部の炉床から最終的に放出される最下部すの区域に
達するまで、1つの区域から別の区域に対して降下され
る。
この汚泥を燃焼する最初の試みによれは、空気が炉の底
部において導入されて汚泥を燃焼するように種々の炉床
における可燃性の廃棄物と反応させ、燃焼区域からの気
体の燃焼生成物は固体物質の下方への流れに対して上向
きの向流として流れる。気体は通常、悪臭のある気体お
よび汚染物質を除去するため最初の汚泥処理用炉床の上
方に配置されるかもしくは主炉装置から別個に配置され
たアフターバーナーおよび(または)スクラバの如き色
々な手段により処理されていた。多重炉床型炉装置の底
部に導入されたこの空気に関しては本出願人は、例えば
炉装置が熱分解モート9で運転される如き場合にアフタ
ーバーナーに対して導入される如き空気とは対照的に、
汚泥の如き固体物質上を流過する空気について触れるも
のである。
空気が主として最下部の炉床(単数または複数)を流れ
るように導入されるこのような早期の炉装置においては
、満足できる燃焼を確保すると同時に無拘束温度を阻止
するために個々の燃焼用炉床の温度を慎重に制御された
制限内に制御することは非常に難しい。このような場合
には、その轟時取られた措置は、主な燃焼が生じろ固定
された主燃焼炉床を選定してこの炉床の温度をある予め
選定されたパラメータ内に制御して充分な燃焼を確保す
ると同時に、炉装置の各部における有害な熱応力を生じ
るおそれがある無拘束温度を阻止することであった。し
かし、炉装置に対する汚泥の供給は制御が難しく、実施
においては、このような炉装置を最適の条件下で運転す
ることを困難にする一定ではあっても不規則なバラ付き
が生じる供給量および(゛または)汚泥の特性が存在す
る。従来技術の炉装置における燃焼の制御の根拠が主燃
焼炉床である特定の炉床に基づくため、炉装置に対する
汚泥の供給量または攪拌アームの回転速度はこの条件を
維持する試みにおいて変更されなければならない。汚泥
の供給量または攪拌アームの回転速度の調整は、このよ
うな変更が容易に行なわれないように放出空気の浄化装
置を含む汚泥全量の燃焼装置に対して大きな衝撃を有す
る。従って、このような装置における運転上の諸問題を
最小限度に抑制ずろため、オ啄レータはしばしば装置を
汚泥の供給量を落したりあるいは空気量を過剰にして運
転することになり、このため炉装置の使用効率が低下す
る結果となる。
更に、燃焼に関与する関連パラメータの全てが適正に処
理されることがないため、汚泥の燃焼空気が炉装置の底
部から導入されるこのような現存する多重炉床型炉装置
は非常に効率が悪い。例えば、オーツレータは炉の運転
中ある特定の炉装置の排気温度、ある特定の燃焼用炉床
の排気の酸素量および温度を維持するよう更にしばしば
指示されるものであるが、これらの指令のあるものは通
常無視されるに違いない。これは、このような炉装置の
オペレータが単一の操作要因、例えば炉装置の底部にお
ける空気の流れによりこれらパラメータの内の6つを全
て制御することはできず、従って過度の炉床温度による
炉装置の内部の破損を防止するため排気の温度および酸
素の制御点を必然的に無視せざるを得ないためである。
加えて、過度の炉床温度は、燃えかす形成の如き運転上
の諸問題を惹起し得、このためこのような早期の炉装置
の運転制御は多くの問題を抱えていた。
最近になって、同時に無拘束温度を阻止しながら燃焼の
効率および多重炉床型炉装置の構造を改善しようとする
試みがなされてきた。例えば、米国再特許第31,04
6号および米国特許第4.182,246号においては
、物質を熱分解させるため下方の炉床のい(っがのにお
ける温度が監視され、これらの炉床に対する空気および
燃料の供給が制御されるようになっている。この一般的
方法によれば゛、熱分解炉はその運転範囲にわたって空
気が欠乏した状態で運転させられる一方、アフターバー
ナーは排気ガス中の可燃物質の燃焼を完全にすると共に
必要に応じてアフターバーナー内のガスを冷却すること
により運転温度を制御す′るため過大な空気量で運転さ
せられる。
米国特許第4,046,085号および同第4.050
,389号においては、多重炉床型炉もまた、個々の炉
床の温度を制御するためこれらの炉床における温度に応
答して各炉床に対して空気と燃料を個別に供給すること
によって運転されるものである。
多重炉床型炉装置の技術におけるこれらの更に最近の展
開によれば、個々の炉床に対する空気および燃料の供給
および更に複雑な監視機構の使用により比較高いレベル
の燃焼効率を得ることを確保するだめの最適化条件を生
じるため個々の炉床の燃焼パラメータおよび温度を更に
有効に制御することが可能になると同時に、無拘束温度
の可能性を阻止するかあるいはより起り雛くすることを
可能にするものである。
以上述べた更に最近の方法は空気が専ら炉の底部に導入
された最初の多重炉床型炉装置に対する改善を提供する
ものであるが、それにも拘らず、空気および燃料が個々
の炉床について慎重に制御される更に最近の炉装置は、
特にこのようなプロセスに含まれる複雑な監視および制
御装置について考慮すれば、この最近の装置構造の大部
分が自動化されあるいはコンピユータ化されて高価とな
る。
本発明の一目的は、固体の物質の燃焼に使用される空気
の略々全量が炉装置の底部において導入されるアフター
バーナーの装備の有無に拘らず、より旧式および(また
は)より簡単な構造の多重炉床型炉装置の運転効率を改
善することにある。
本発明の別の目的は、最高温度の炉床を決定するため多
重炉床型炉装置を監視しかつその温度を予め定めた温度
の設定値に制御するため多重炉床型炉装置の監視を含む
如き多重炉床型炉装置の運転を制御するための方法およ
び装置の提供にある。
本発明の81fの目的は、予め定めた設定点もしくはそ
れ以上の排気の酸素量の制御および予め定めた温度の設
定値もしくはそれ以上の炉装置の排気温度の制御を含む
如き多重炉床型炉装置の運転の制御のための方法および
装置の提供にある。
最後に、本発明の更に別の目的は、効率のよい運転を確
保するため過剰空気モードおよび欠乏空気(即ち熱分解
)の燃焼モードにいずれかにおいてこのような多重炉床
型炉装置の運転を制御する方法および装置の提供にある
本発明については、以下に図面に関して更に詳細に記述
することにする。
以下本文においては、用語「多重炉床型炉装置」とは、
アフターバーナーの装備の有無に拘らず多重炉床型炉を
備えた装置を意味する。
前述の如く、多重炉床型炉装置の運転におげろ通常の操
作手順は、重要な燃焼区域に対する1つの炉床を選択し
てこれをある制限内に維持することである。本発明は、
最高温度の炉床の温度を決定するスキャナー即ちモニタ
ーを使用することによりこの従来の手順をなくすもので
ある。従って最高の炉床温度は下方の炉床において導入
される燃焼空気流を調整することによりある予め定めた
温度の設定点に実質的に維持される。本発明において対
象となる如きある典型的な炉においては、空気は最高温
度の炉床の下方のどれか、もしくは全ての炉床において
導入することができる。通常の情況においては、空気は
最も下方の6つの炉床に対して導入される。従って、本
明細書および特許請求の範囲の全てにおいて、用語「底
部」とは最高温度の炉床より下方のどの炉床(単数また
は複数)、望ましくは最下部の炉床を意味することを理
解されたい。
本発明の別の特質においては、炉装置からの排気ガスに
おける酸素の含量はある予め定めた設定点の値もしくは
それ以上に維持される。この酸素量は、多重炉床型炉装
置から出てくる酸素の容量比を表わし、炉装置の出口と
結合された排気管路内に通常設けられる酸素アナライザ
により測定される。本発明の別の特徴においては、排気
ガスの温度、即ち炉゛装置から出て(る排気ガスの温度
は予め定めた設定値もしくはそれ以上に維持される。
排気ガスの温度が画定される場所は、過度の空気量のモ
ードと熱分解モードのどちらにおいて燃焼が行なわれる
かに従って変化する。
上記の点に関して、最高温度の炉床は常にある予め定め
た設定点において制御されるが、排気ガスにおける酸素
量および排気ガス温度は、しばしばその予め定めた設定
値よりも高く上昇することが許されることが判るであろ
う。これは、特に非常に乾燥した汚泥の場合に、最高の
炉床温度をその設定点に維持しながら、酸素量および排
気ガスの温度を予め定めた設定値に維持することはしば
しば難しいかあるいは実は不可能であるためである。し
かし、酸素量または排気ガス温度のいずれも、生じる小
さな変動を除いて予め定めた設定値より下がることは許
されず、これは酸素量および排気ガス温度が予め定めた
設定値に戻るように炉装置の諸条件を補正することが必
要であることを示すものである。
本出願人の上述の如き方法によれば、空気が前述の従来
技術により用いられる更に複雑な装置により各個の炉床
において調整が行なわれることと対照的に炉の最下部に
対して指向される旧式および(または)より効率の低い
多重炉床型炉装置の効率において太幅に改善を行なうこ
とが可能となる。
本出願人の改善された方法および装置による運転原理に
ついて記述する前に、多重炉床型炉装置の2つの運転モ
ード、即ち過剰空気モードおよび欠乏空気(即ち熱分解
)モードの運転かあるごとを指摘しなければならない。
本願において用いられる如き装置の酸素量(全ての運転
モードにおげろ)に関して、このことは化学量論的条件
の燃焼のため本文な量を越える酸素の量を表わす。これ
は排気ガスにおける酸素の比率を検出することにより決
定でき、従ってこれは下式に り過剰空黴量と関連付け
ることができる。即ち、 但し、PSAは空気の化学量論比率、係02は装置の排
気ガスの空気の化学量における酸素の比率で下式の如く
過剰空気比率に算術的に換算することができる。即ち、 PXSA=PSA−100 但し、PXSAは過剰空気比率である。
以下本文においては、空気の化学量論比率および酸素量
に関して記述するが、これが同じ概念を表わすことを理
解されたい。
過剰空気モートゝにおいては、排気ガスにおいて一般に
容量される空気量は通常の情況の下では略々175%の
化学量となる。廃棄物中の有機物質もしくは可燃物質の
完全な酸化を確保することにより有機性の廃棄物の如き
物質の燃焼を確保するためこの過剰空気を有することが
必要となる。
欠乏空気運転モードによれば、多重炉床型炉装置は汚泥
の如き廃棄物の燃焼の場合に廃棄物から熱分解されろ有
機性の物質の酸化を僅かに部分的に完了するように調整
される酸素の欠乏した条件(化学量論的条件)の下で運
転される。この運転モードにおいてば、多重炉床型炉装
置は、空気および必要に応じて熱が炉からのガスおよび
蒸気により運ばれる部分的に酸化された物質の酸化を完
了するため導入されるアフターバーナーを保有する。特
に、熱分解モードにおいては、炉はその運転範囲にわた
って空気が不足した状態で運転させられるが、アフター
バーナーはアフターバーナーの下流側で測定されろ如き
過剰空気により運転され、廃棄ガス中の可燃物質の燃焼
を確保するため典型的には約140%の化学量の空気と
する。
本発明は、過剰空気モードおよび熱分解モードの両方の
運転のための斬新な制御方法に関するものである。
本発明は広義において可燃物質の燃焼およびこの燃焼の
制御に関するものであるが、本文に開示する方法および
炉装置は主として汚泥の如き可燃性の廃棄物の燃焼およ
びかかる燃焼の制御に関するものである。従って、本発
明の詳細の記述は主として汚泥の燃焼に向けられるか、
開示される運転の基本的原理はどんな可燃物質の燃焼に
も適用可能であることが理解されよう。
汚泥物質に関しては、本発明の方法および装置は自然発
生的および非自然発生的な汚泥の燃焼およびかかる燃焼
の制御に関する。このような材料は当技術においては周
知であり、非自然発生的な汚泥は下水の汚泥であり、通
常は大量の水分および(または)自然発生的な汚泥に比
較して低いカロリー値を有し、一般にこのような汚泥の
燃焼のためには大量の燃料を必要とする。一方、その典
型的な形態は、真空フィルタの使用等により脱水操作に
おいて汚泥から大量の水分を除去することを可能にし、
あるいはまた可燃性の固体が高い発熱量を有する熱的な
条件付はプロセスにより処理される汚泥であり、最小限
度の燃料もしくは補助量にも満だな℃・燃料で燃焼する
ことができる。
本発明の詳細について論述する前に、本発明が用いられ
る典型的な多重炉床型炉装置の作動に関してこの斬新な
制御方法が理解されるようにこのような炉装置について
記述することにする。
第1図に示されるように、多重炉床型炉装置19は、v
on Dreusche、 Jr、  の米国特許第4
.050,389号に示される如き従来技術の多重炉床
型炉装置と基本的に同じものである。この装置は、耐火
煉瓦または他の類似の耐火性材料によりライニングされ
た鋼製のシェルである管状の外側シェル20を有する。
この炉装置の内部は、火床21.22により複数の垂直
方向に配置された炉床に分割され、炉床の数は燃焼され
る特定の廃棄物に従って予め選定され、図示された本例
においては最上部の火床1および火床2〜12である。
各火床は、耐火性材料から作られ炉装置内に自立するよ
うに僅かに円弧状を呈することが望ましい。
外周部の落下口26が火床21の外周部における外側シ
ェル付近に設けられ、中心部の落下口24は炉床22の
中央部に設けられている。中空の回転自在な垂直方向の
中心軸25は炉体を軸方向に貫通して延在し、炉体の頂
部と底部における適昌な支持装置において支持されてい
る。この中心部の駆動軸25は、電動機およびギア駆動
装置(図示せず)によって回転自在に駆動される。複数
の離間された攪拌アーム26が前記中心軸25上に支持
され、火床上の各炉床において外方に延在している。図
面を簡単にするため、攪拌アームは炉床4のみに示され
ている。この攪拌アームは、略々火床に付近まで下方に
延在するその上に検出された攪拌歯列27を有する。攪
拌アーム26が中心軸25の回転によって周囲に支持さ
れるため、攪拌歯列27は各火床上で処理されつつある
廃棄物を連続的に掻き廻し、廃棄物を徐々に各落下口2
ろ、24に向って押付ける。
最下部の炉床12は、灰を収集してこれを冷却するため
の炉床であって、灰冷却用炉床と呼ばれる。
灰の放出口28が灰冷却用炉床の底部に設けられ、これ
を介して廃棄物の燃焼後に残る灰が炉装置から放出され
る。
多重炉床型炉装置は、第1図において最上部の炉床1で
ある廃棄物受取り用炉床に対して廃棄物を供給するため
の廃棄物供給口29を有する。この炉装置は、廃棄物を
最上部の炉床以外の炉床に対して供給するように修正す
ることもできる。
最上部の炉床1には排気ガス出口ろ0が設けられ、廃棄
物のための燃焼空気の略々全量が底部の炉床(単数また
は複数)における空気入口を介して供給される。本例に
おいては、空気人口61は最下部の炉床にある。廃棄物
は炉内な略々曲線状に、即ち炉床に対して交互に内側と
外側に交差して下方に送られるが、各炉床からの燃焼ガ
スは固体物質の下方の流れと対向して上方に流Jする。
ファンは開口2ろ、24を介して炉床上の汚泥1211
ちス  ・ラリ−中を蛇状または螺線状の流れの・ξタ
ーンで上方に流れる。
この炉装置はファンろ4が設けられてオdす、その放出
側は中空軸25を冷却するための空気を供給するため前
記軸25内を通るように指向されている。本実施例にお
いては、空気は前記軸内を上方に押上げられる如くに示
され、ここで予熱さ才を予熱された空気は番号65で略
示された管路装置内を通って外気入口管路ろ6に向けて
送られ、ここで予熱空気はファン68により制御弁67
を介して吸込まれた外部の空気と混合され、最下部の炉
床12において空気人口61内に指向されろ。
ファン乙8の使用は任意である。炉装置に対1−る空気
供給装置の別の制御方法としては、対向する作用弁、例
えば−力は中空軸25の頂部と結合された空気放出管路
に設けられ、他方の弁しま前言己の空気放出管路と結合
される中空軸25力・らの25空気を空気供給管路ろ1
に対して再循環させる再循環管路上に配置される弁を提
供することである。
これによれば、中心軸25の冷却に用いられた空気が炉
装置の頂部において単に排出するが、あるいは炉装置の
底部に導入するため空気供給管路6′0に対して再び再
循環することを可能にする。補助ファン等の使用の如き
空気を炉装置の底部に対して供給するための他の手段を
設けることができる。
このように、燃焼の目的のため、もしくは中心軸25の
冷却のため炉装置の底部に導入される空気供給ループの
態様は大幅に変更し得る。
更に、炉床のあるもの、例えば本例においては炉床ろ、
5.7.9および11には1つ以上のバーナーでもよい
バーナー装置Bが設けられている。
このバーナーは、燃料供給源Fおよび空気供給源Aから
燃料および空気が供給される。
以上述べた如き炉装置には、その作動を制御するための
制御装置が設けられている。この制御装置は、サーモカ
ップル等でよい炉床の各々における温度センサts を
有する。各バー)−一装置は、設定点制御装置SPによ
り所要の温度設定点に設定することができかつ各炉床に
対する対応する温度センサts  と結合される従来周
知の温度制御装置Cによって制御される。この設定点制
御装置はその設定値を変更するため連動装置Tを介して
それぞれ制御される。このため、バーナー装置の燃焼量
の制御が可能となる。
最高温度炉床スキャナー40は、温度センサtsの各々
と結合され、廃棄物を取扱う炉床の各々の温度を走査し
てこれら炉床のどれが最高温度の炉床であるか、またこ
の炉床の温度が何度であるかを判定するように機能する
。これは従来の市販されている装置であり、その構造お
よび作用のこれ以上の詳細にわいては本文では触れない
。最高塩度炉床スキャナー40と結合されているのは最
高の炉床温度制御装置CHで、これはその設定点制御装
置SPにより所要の最高の炉床温度に設定することがで
き、また設定点の値と前記スキャナー40により表示さ
れる如き最高の炉床温度を比較して、これにより最高の
炉床温度が設定温度であるか、あるいはこれより高いが
低いかについて連動装置工に対する出力を生じるように
作用する。
またこの最高温度の炉床スキャナーと結合されているの
は最高温度の炉床表示装置IHであり、これはどの炉床
が最高温度の炉床であるかを表示しこのことをそのため
の連動装置工に対して供給する。また、これらの装置は
従来周知のものであって市販されており、これ以上本文
に記述しない。
本装置の排気ガス出口ろ0には、流過する排気ガスを分
析して排気ガスの酸素量を表示する出力を与える酸素ア
ナライザ41が結合されている。
その出力側には酸素量制御装置GOが結合されており、
これは最高の炉床温度制御装置と同様に、そのための設
定点制御装置SPにより所要の装置の排気ガス中の酸素
量に設定することができ、また前記アナライザにより検
出された酸素量を前記設定値と比較して酸素量が設定値
にあるか、あるいはこれより高いが低いかについて出力
をそのための連動装置工に対して提供するよう作用する
また、本装置の排気ガス出口6oにはサーモカップルの
如き排気ガスの温度センサ42が結合されており、これ
は流過する装置の排気ガスの温度を検出して温度を表示
する出力を提供する。この温度センサ42は、2つの場
所で検出された温度が実質的に同じである如き場所にお
ける温度センサts  1によって置換することもでき
る。その出力側には排気ガス温度制御装置CEが結合さ
れ、これはそのための設定点制御装置SPにより所要の
装置の排気ガス温度に設定することができ、かつ検出さ
れた温度を前記設定値と比較してこの温度が設定値であ
るか、あるいはこれより高いか低いかに関する出力をそ
のための連動装置工に与えるように作用する。
弁ろ7はま゛た、必要に応じて開口と閉鎖間忙種々に修
正可能なように制御されるための連動装置に対しても結
合されている。
この連動装置工は、種々の機器および弁67、およびバ
ーナー設定点制御装置SPを結合するものである。この
連動装置は、以下に述べる制御方法を実施するため諸機
器の出力に応答して弁67およびバーナー制御装置SP
を操作するためある論理装置に対するものである。本装
置は手動装置でよく、即ち人間が制御装置CH,,C○
およびGEの出力を監視してバーナー設定点制御装置お
よび弁ろ7を手動により操作するものであり、あるいは
弁およびバーナーの制−御装置のある作動が自動であり
また他のあるものが手動である半自動装置でもよく、あ
るいは制御装置CH,COおよびC−Eの出力を検出し
て自動的にバーナー制御装置および制御弁37を操作す
るようにコンピュータが種々の連動装置工と結合されて
いる全自動装置でもよい。
第1図に関して記述した炉装置は、以下の記述から更に
明らかになるように、過剰空気の運転モードのみの運転
のため使用することができる炉装置を構成する。もし熱
分解モードにおいて運転することが要求される場合は、
本装置を完成するためアフターバーナーを付設しなげれ
ばならない。
このような炉装置に対する有膜の様子は第2図に示され
るが、同図においては、排気ガス出口6゜において酸素
アナライザ41および排気ガス温度センサ42の上流側
にアフターバーナー4ろが挿置されている。このアフタ
ーバーナーは、大気中からもしくは連動装置工を設けた
制御弁44を介する軸25内の予熱空気から空気を吸入
するファンの如き空気供給源からの空気入口と、その設
定点が設定点制御装置SPAにより設定される制御装置
OAを備えたバーナーBAを有する従来周知のアフター
バーナーである。このバーナーBAは安全の目的のため
常に火炎をアフターバーナー内に置くようにすることを
可能にするため設けられ必要に応じて燃焼量は最低限度
の燃焼量から大量の熱がアフターバーナーを経て排気装
置に対して付加されるあ゛る燃焼量まで増加することか
できる。
本発明については、汚泥の燃焼における過剰空気モード
と熱分解モードの双方における基本的な運転原理に関し
て次に要約し、その後に本発明の特定の実施態様の更に
詳純な記述か続く。
炉装置の各運転モードにおいては、各々が1つの制御さ
れる可変要因および1つの操作される可変要因を有する
6つの制御ループがある。過剰空気運転モードについて
考えると、最初の制御ル−ゾにおいては、制御される可
変要因は炉装置の耐火特性、灰のクリンカ化の可能性、
補助燃料の使用の最小化、等の配慮に基づいて確立さ庇
る最高の炉床温度であり、通常は約870°C(160
0°F)付近である。一実施例においてはこのル−プの
操作されろ可変要因は、最下部の炉床に対する燃焼空気
の流量であり、他の実施例においてはこれは最高温度の
炉床の下方のノミーナーの燃焼量である。
第2の制御ループにおいては、制御されろ可変要因は、
所要の化学量論的な空気の比率に基づ(・て確立されろ
炉装置からの排気ガスの酸素量であり、一実施例におい
ては、操作されろ可変要因は最高温度の炉床の下方のバ
ーナー炉床(単数または複数)におけろノξ−ナーの燃
焼量であり、他の実施例においては、これは最下部の炉
床に対する空気の燃焼量である。
第6の制御ループにおいては、一般に所要の装置の排気
ガスの最適化特性に基づいて確立される装置の排気ガス
の温度であり、操作可変要因は最高温度の炉床の上方の
炉床(単数または複数)におけるバーナーの燃焼量であ
る。
一般の原則として、過剰空気運転モードの一実施例にお
いては、最高の炉床温度を上昇させるためには燃焼空気
の燃焼量が減少され、最高温度の炉床の温度を低下させ
ろためには燃焼空気の燃焼量を増加する。装置の排気ガ
スの酸素量を増加するためには、最高温度の炉床の下方
のバーナー炉床におけるバーナーの燃焼量が増加され、
酸素量を減少させるには燃焼状態の燃焼量が減少される
装置の排気ガスの温度を上昇させるには、最高温度の炉
床の上方の炉床におけるバーナーの燃焼量が増加され、
−この温度を低下させるには燃焼量が減少されるのであ
る。
過剰空気運転モニドの第2の実施例においては最高の炉
床温度を上昇させるためには、最高温度の炉床の下方の
バーナー炉床におり−ろバーナーの燃焼量が増加され、
この温度を低下させるためには燃焼量が減少される。装
置の排気ガスの酸素量を増加させるには、炉装置の底部
に対する空気流が増加させられ、酸素量を減少させろた
めには空気流が減少されろ。装置の排気ガスの温度の制
御は第19実施例におけると同じである。
熱分解運転モードについて考察すれば、第1の制御ルー
プにおいては、制御されろ可変要因は最高の炉床温度で
あり、操作可変要因は炉装置の底部に対する空気の流け
である。
第2の制御ループにおいては、制御される可変要因は装
置の排気ガスの酸素量であり、第1の実施例においては
、操作される可変要因はアフターバーナーに対する空気
量であり、第2の実施例においては、操作可変要因は最
高温度の炉床の上方のバーナーの燃焼量である。
第6の制御ループにおいては、制御される可変要因は装
置の排気ガスの7気度であり、第1の実施例においては
、操作可変要因は最高温度の炉床の上方のバーナーの燃
焼量であり、第2の実施例においては操作可変要因はア
フターバーナーに対する空気流量である。
欠乏空気モードの一実施例における一般的原則として、
最高の炉床温度を上昇させるためには、炉装置の底部に
対する空気流量が増加され、温度を低下させるためには
炉装置の底部に対する空気流量を減少させろ。装置の排
気ガスの酸素量を増加させるには、アフターバーナーに
対ずろ空気流量が増加され、酸素量を減少させるために
はアフターバーナーに対する空気量が減少されろ。装置
の排気ガスの温度を上昇させるには、最高温度の炉床の
上方のバーナー炉床におけろバーナーの燃焼量が増加さ
れ、排気ガスの温度を低下させるには最高温度の炉床の
上方のバーナーの燃焼量が減少されるのである。
第2の実i例においては、最高の炉床温度を上昇させる
ためには、炉装置の底部に対する空気流量が増加され、
最高の炉床温度を低下させるには炉装置の底部に対する
空気量が減少される。装置の排気ガスの酸素量を増加さ
せろためには、最高温度の炉床の上方のバーナーの燃焼
量が増加され酸素量を減少させるためには最高温度の炉
床の上方のバーナーの燃焼量が減少される。装置の排気
ガスの温度を上昇させるには、アフターバーナーに対す
る空気量が減少され、装置の排気ガスの温度を低下させ
ろためには、アフターバーナーに対する空気量が増加さ
れる。
バーナーの燃焼量の増加もしくは減少とは、炉床に対し
て伺加されるべき熱量の増減を生じるためバーナーによ
る補助燃料の燃焼量におけろ変化を意味し、この表現は
遮断されたバーナーの点火もしくはその反対を含み、即
ち燃焼量零の状態から小さな燃焼量への、あるいはその
逆の変化を含む。
更に別の一般的な原則として、もし最高温度の炉床に最
も近いバーナー炉床において生じる燃焼量の第1の増加
によっては制御されろ可変要因における所要の補正を得
ることができない場合には次に高(・か低い炉床におけ
るバーナーの燃焼量が増加されろ。最高温度の炉床から
最も遠いバーナー炉床において生じる燃焼量の第1の減
少により制御される可変要因の所要の補正を達成するこ
とができない場合には、次に近℃・バーナー炉床におけ
るバーナーの燃焼量が減少されるのである。
また、温度制御回路により許容され得ろ如きある炉床に
おけるある数のバーナーを投入(点火)させることも望
ましい。このように、6つの等しい寸法のバーナーを備
えたあるバーナー炉床においては、その1つだけを全容
量で燃焼させろよりも、この6つの全てのバーナーを全
容量の三分の−において燃焼させることが望ましい。
炉装置の運転の制御のための制御装置の望ましい操作は
、論理制御回路の如き制御装置に対1−るものであり、
あるいはもし制御が手動制御であれば、略々同時に6つ
の全ての制御ループを監視して連続しかつ薔正方法によ
る補正を行なうオRレータの対するものである。
全ての運転モ]ドにおいて、各バーナー炉床に対する温
度制御装置は、通常最高の炉床温度の設定点よりも低い
最高設定点を有する。バーナー炉床が最高温度の炉床の
温度と等しいかあるいはこれより高い温度になることが
許容されろ状態があるが、このような状態においては、
最高温度炉床スキャナーに対する制御信号は最高温度の
炉床の制御ロジックをその上で燃焼するバーナーを有す
る炉床への切換えを避けるため遮断その他の方法で修正
されなければならない。
(過剰空気運転モード) 本発明の基本的な概念によれば、第1の制御ループにお
いては、制御される司変要因である最高の炉床温度レマ
、種々の炉床に配置される温度センサts からの信号
を検出する最高温度炉床スキャナー40により検出され
ろ。このスキャナーはどの炉床が最高温度の炉床である
かを判定し、次いで制御装置GHが最高の炉床温度を最
高温度の炉床に対する予め定めた温度の設定点と比較す
る。
第1の実施例においては、第1の制御ループにおける操
作される可変要因は炉装置の最下部に対する燃焼空気の
流、量である。もし最高の炉床温度がこの設定点と異な
ることが判定されろ場合は、炉装置の底部に対する空気
供給路上に配置された空気制御弁ろ7が操作されて、炉
装置の底部に対する空気流量における変化を生じさせ、
これにより最高の炉床温度を予め定めた設定値に変化さ
せる。
過剰空気運転モードにおいては、最高の炉床温度が予め
定めた温度の設定値を越えるならば、空気弁67が若干
開口されて空気量を増加し、このため過剰空気を有する
最高温度の炉床を冷却することにより、また一般に炉体
の全体温度を低下させることにより最高の炉床温度を低
下させる。一方、もし最高の炉床温度がこの設定点より
低ければ、空気弁67はやや閉じられて空気量を減じ、
このため最高の炉床温度を上昇させてこの温度をそお予
め定めた設定値に維持するのである。
第2および第6の制御ループにおいては、制御される可
変要因、即ち装置の排気ガスにおける酸素量および装置
の排気ガス温度は共に予め定めた設定値もしくはそれ以
上に維持される。これは、操作される可変要因、即ち最
高温度の炉床の上方および下方のある予め選定された炉
床に配置さ−れるバーナーBの燃焼量の制御により達成
される。
これらのバーナーは、炉装置の酸素量および排気ガス温
度をその設定値もしくはそれ以上に制御するため操作さ
れる。
いかにして後者の可変要因が制御されるかの説明を簡単
にするため、℃・(つかの仮定を行なう。
最初に、炉装置における炉床の数が第1図における如(
12であり、また燃焼状態の炉床即ち炉装置に対して熱
を供給するバーナーを含む如き炉床が第1、第6、第5
、第7、第9および第11の炉床であるものとしよう。
更に、酸素量は装置の排気ガスにおける酸素の容量係を
表わし、また間接的に空気の化学量比率を表わすもので
あり、また炉装置が約175%の空気の化学量論的条件
下で運転中であるものとしよう。更に、最上部の第1の
炉床の温度、即ちこの炉床から出てくる排気ガスは約5
68°C(1000°F)に設定され、最高の炉床温度
は約870℃(1600’F)に設定されろものと仮定
しよう。これらの温度は予め定められ、制御装置CEお
よび温度制御装置CE(に記憶することができ、あるい
は手動でこれに設定することかできる。
簡素化のため、更に、ある特定の瞬間におり・てスキャ
ナーにより判定される如き最高温度の炉床が第8の炉床
であること、また熱が温度制御装置Cの制御下で最高温
度の炉床以外の種々の燃焼中の炉床におけるバーナーB
を燃焼させることにより付加されることを仮定しよう。
この点に関して最高温度の炉床がバーナー炉床、例えば
第7もしくは第9の炉床であることが判る場合、この炉
床に対しては補助的な熱が付加されない、即ちこの炉床
においてはバーナーが全く点火されないことを強調しな
ければならない。これに加えて、最高温度の炉床以外の
全ての燃焼中の炉床におけろ温度制御装置が゛最大の設
定点の値を有すること、即ちこれらが通常は最高温度の
炉床よりある値、例えば約ろ8°C(1’OO’F)だ
け低℃・温度を越えるようには設定されないことを指摘
しなければならない。このため、最高温度の炉床と残り
の炉床の温度間には明らかな差が存在することを保証I
−る。
以上の点を念頭において、装置の排気ガスにおける酸素
量および装置の排気ガスの温度を予め定めた設定値もし
くはこれ以上に置く制御について以下に記述する。
装置の排気ガスにおける酸素量の制御において最初に酸
素量は通常装置の排気管路上に設けられろ酸素センサ即
ちアナライザ41によって分析される。この値は制御装
置C○における酸素の設定点の値と比較される。
もしこの酸素量が設定値より低く検出されるならば、最
高温度の炉床の下方の次のバーナー炉床に配置されるバ
ーナー、本例においてはバーナーB9の燃焼量の制御の
ための制御装置Cの温度の設定点は増加されて、バーナ
ー炉床9の温度を上昇さぜる。これは更に、最高温度の
炉床8における温度を上昇させ、最高温度の炉床の制御
装置CHは操作される可変要因、即ち炉装置の底部に対
する燃焼空気量が増加されなければならない旨の表示を
行なうことになる。この増加された流量は排気ガスにお
ける酸素量を増加させる。バーナーの燃焼量は、酸素の
設定点に達するまで増加させられる。しかし、もし第9
の炉床の設定温度をその最高温度まで上昇させた後に装
置の排気ガスにおける酸素量の設定点に達しない場合に
は、同じ操作が最高温度の炉床の下方の次に低いバーナ
ー炉床において反復されろ。
もし酸素量が設定値以上に検出されるならば、反対の状
態が生じる。バーナーが燃焼中の最下部の炉床即ち炉床
11における温度制御装置Cの設定温度が最初に低下さ
れ、その結果燃焼空気の流量の低下が生じる。もしこの
ような炉床におけるバーナーの燃焼量がその最低値まで
低下させられるかあるいはバーナーが遮断された後、酸
素の設定点に依然として達しない場合、同様な制御操作
が最高温度の゛炉床に対する次に近いバーナー炉床、例
えば炉床9について行なわれる。もし最高温度の炉床の
下方の至上のバーナーをOFFの状態にするかこれらを
最も低い燃焼量に減じさせた後に酸素量が依然として設
定値を越えることが観察されるならば、このことは非常
に乾燥状態の自然発生的な汚泥が炉装置において燃焼中
であることを意味し、検出された酸素量を低下させる手
段はない。このような理由で、ある場合には検出された
酸素量がその設定値以上になることが許容されることも
あるためである。
装置の排気ガス温度を予め定めた設定値に制御する際、
装装置の排気ガス温度は排気温度センサ42により検出
され、制御装置GOにおける設定値、本例においては約
538°G(100’O°F)と比較される。
もし排気の温度が設定値より低く検出されるならば、最
高温度の炉床の上方の次のバーナー炉床、即ち本例にお
いては第7の炉床に配置されたバーナーの燃焼量を制御
するための制御装置Cの温度設定点が増加されてバーナ
ー炉床7における温度を上昇させる。この状態は更に装
置の排気ガスの温度を上昇させる。もし炉床7における
バーナーB7に対する制御装置の設定温度を最高設定温
度まで上昇させた後に検出された装置の排気ガスの温度
かこの設定温度に達しなげれば、必要に応じて排気ガス
の温度の設定値に達するまで、最高温度の炉床の上方の
次のバーナー炉床即ち本例においては第1の炉床5と炉
床乙について同じ操作が行なわれる。
もし装置の排気ガス温度が設定値より高く検出されるな
らば、逆の状態が生じる。バーナーが燃焼中の最上の炉
床、例えば炉床5における温度制御装置の設定兜度が最
初に低下され、その開口装置の排気ガスの温度の低下が
生じる。もしこのような炉床のバーナーの燃焼量がその
最低値まで低下させられるがあるいはバーナーが遮断さ
れた後も装置の排気ガス温度が依然としてその設定点に
なければ、最高温度の炉床に次に近いバーナー炉床、例
えば炉床7に対して排気ガスの設定温度に達するまで同
゛様な制御操作が行なわれる。必要に応じて装置の排気
ガスの設定温度の値に達するため、燃焼中の全ての炉床
が遮断することができる。
もしこの燃焼量を最も低い値まで低下させあるいは燃焼
中の炉床における全てのバーナーを遮断した後にも依然
としてこの値に達しなければ、これは乾燥の自然発生的
な汚泥が燃焼中であり、バーナーに対する補助燃料を制
御することにより装置の排気ガスの温度をその設定値ま
で低下させることはできないことの徴候である。このよ
うに、このような特殊な場合には、炉装置はその装置の
排気ガス温度の設定点より高くなるように運転されなけ
ればならない。
第2の実施例においては、最初の制御ループにおける制
御される可変要因が再び最高の炉床温度となるが、主な
操作可変要因は最高温度の炉床の下方の炉床(単数また
は複数)におけるバーナーの燃焼量となる。このように
、もし最高温度の炉床の畠度制御装置GHによって最高
温度の炉床の温度が設定温度より低いことが判定される
ならば最高温度の炉床の下方の次のバーナー炉床におけ
ろバーナーの燃焼量が前に述べた最初の実施例における
第2の制御ループにおけると同じ方法で増加される。一
方、もし最高温度の炉床の温度が設定値よりも遥かに高
(検出されるならば、最高温度の炉床の下方のバーナー
炉床におけるバーナーの燃焼量は最初の実施例における
第2の制御ループにおける同様に減少される。しかし、
もしこのバーナーの燃焼量制御が最高温度の炉床の温度
を設定値まで低下させることに失敗するならば、第2の
操作可変要因が用いられるが、これは炉装置の底部に対
する空気量である。これを用(・るために、炉装置の底
部に対し更に多量の空気を導入して最高温度の炉床の温
度を冷却させる即ちその設定値まで低下させるように、
酸素量の強制制御装置が弁67を制御する作動状態に設
定される。この強制運転モードによれば、もし最高温度
の炉床の温度がバーナーの燃焼量をその最低値まで低下
させるかこれを遮断させた後その設定値より高い如くに
スキャナー40により検出されるならば、弁67は、最
為の炉床温度がその設定点まで低下させられるまで、炉
装置の底部において更に多くの空気を導入させるよ5に
開口されるのである。
この酸素量の強制制御モードにおいては、排気ガスの酸
素量は酸素量の設定値よりも遥かに大きくなる。燃焼条
件が変化してその結果検出された排気ガスの酸素量が再
び設定値まで降下するならば、最高温度の炉床の制御論
理回路は操作される可変要因として最高温度の炉床の下
方のバーナー(単数または複数)の燃焼量を用いる状態
に戻す。
この第2の実施例の第2の制御ループにおいては、制御
される可変要因は装置の排気ガスの酸素量であり、また
操作される可変要因は炉装置の底部に対する空気量であ
る。この実施例によれば、装置の排気ガス中の酸素量は
アナライザ41により検出され、制御装置C○における
酸素量設定値と比較される。もしこの酸素量が設定値よ
りも低く検出されるならば、炉装置の底部に対する空気
量が増加されるが、もしこの酸素量が設定値よりも大き
く検出されるならば、炉装置の底部に対する空気量が減
少される。装置の排気ガス中の酸素量は酸素量アナライ
ザによって検出され、制御装置における設定点と比較さ
れ、空気流管路における弁37は、検出された酸素量が
それぞれ設定値より低し・かあるいは高いかに従って更
に僅かに開口もしくは閉鎖させられる。この制御ループ
は不実施ワ11の第1の制御ループの酸素量強制制御に
より強制即ち打勝つことができ、またこの場合には検出
された酸素量は設定点の酸素量より高くなる。
装置の排気ガスの温度を制御するための第6の制御ルー
プは第1の実施例におけるものと同じである。
炉装置の運転は逐次の方法におし・て述べたが、以上述
べた種々の操作を上記の逐次の方法で行なう必要はなく
、制御および操作されるパラメータの非常に多くの異な
る組合せを用いて所要の最終的な結果を達成することが
できるように逆にしたり変更することが可能である。こ
のように、本文に述べた従来の燃焼モードにおいては、
最高温度の炉床の制御から始める代りに、制御装置が酸
素量の制御か6開始し、最高温度の炉床の制御がこれに
続き、最後に排気の温度の制御ができ、あるいは連続的
もしく゛は自動的に諸操作が略々同時に実施例 種々の燃焼中の炉床におけるバーナーに関しては、汚泥
の燃焼において、通常複数のバーナーが点火されて、例
えば6つの別個のバーナーを低い出力で点火することに
より唯1つのバーナーを最高値で点火することにより生
じ得る炉装置に対する熱的応力もしくは破損を避けるこ
とができるように、均一な熱の分布を改善するものであ
ることを指摘しなければならない。また、炉装置が過剰
空気モードにおいて運転される時、通常アフターバーナ
ーは単にガスの保持時間を増加させるよう作用するに過
ぎないため、アフターバーナーの装備の如何に拘らず、
全ての排気ガスなる表現は炉装置から出ろガスを意味す
ることを強調しなげればならない。
(熱分解モード) 熱分解モードは、熱分解モードにおいては制限された量
の空気が炉装置の底部に導入されて炉装置内において亜
化単量論的条件即ち欠乏する空気条件を維持して有機性
の物質の熱分解を行なう点を除いて、実質的に過剰空気
モードにおけるものと同じ運転原理に基づいて行なわれ
る。次いで炉装置のガス(熱分解ガス)はアフターバー
ナーに送られ、ここで余分量の空気が導入されて熱分解
ガスの完全な燃焼を完了させる。通常の情況にお140
%の化学量論的空気量と対応するものである。
熱分解モードにおける運転についての以下の論議におい
ては、過剰空気運転モードの論議においてなされたもの
と同じ仮定がなされよう。
熱分解モードにおける運転においては、最初の制御ルー
プにおいて、制御される可変要因である最高の炉床温度
が最高温度炉床スキャナーによって検出される。このス
キャナーは、どの炉床が最高温度の炉床であるかを判定
し、次いで最高温度の炉床の温度をこの最高温度の炉床
における予め定めた設定温”度と比較する。操作される
可変要因は、炉装置の底部に対する燃焼空気量である。
もし最高温度の炉床め温度が予め定めた温度の設定値を
越えることが判定されるならば、空気弁67が若干量閉
鎖されて空気量を減少させ、このため最高温度の炉床に
おける燃焼のため使用できる酸素量を減少させること”
により最高温度の炉床の温度を低下させる。一方、もし
最高温度の炉床における温度が設定点より低ければ、空
気弁は若干量開口されて空気量を増加させ、これにより
最高温度の炉床の温度を上昇させてこれをその予め定め
た設定値に維持する。
第2の制御ループにおいては、制御される可変要因は装
置の排気ガスの酸素量である。熱分解運転モードの第1
の実施例においては、第2の制御ループにおける操作さ
れる可変要因はアフターバーナー43に対する空気量で
あり、第2の実施例における操作可変要因は最高温度の
炉床の上方のバーナー炉床(単数または複数)における
バーナーBの燃焼量である。
第1の実施例におし・ては、酸素アナライザ41による
酸素量の検出およびこの値の制御装置C○におけろ設定
値との比較の後、もしアフターバーナー4ろがらの排気
ガス、即ち装置の排気ガス中の酸素量がこの設定点より
低いことを判定するならば、アフターバーナー46に対
する空気量は、酸素量制御架MCOの設定値に達するま
で弁44を若干量だけ開口することによって増加させら
れる。もしこのアフターバーナーからの排気ガス中の酸
素量が設定点よりも大きいことを判定するならば、酸素
量の設定値に達するまで弁44を“若干量閉鎖すること
によりアフターバーナー4ろに対する空気量が減少させ
られる。
第2の実施例においては、酸素アナライザ41による酸
素量の検出およびこの値の制御装置C○における設定値
との比較の後、アフターバーナーからの排気ガス中の酸
素量が設定点より低いことが判定され、最高温度の炉床
の上方の次のバーナー炉床に配置されたバーナー(単数
または複数)、本例においてはバーナーB7の燃焼量が
増加される・どのため更に、装置の排気ガスの温度を上
昇させ、以下に述段る第6の制御ループの第2の実施例
ではアフターバーナーに対する空気量を増加させるよう
作用し、装置の排気ガスにおける酸素量を増加させる。
もし炉床7におけるバーナーB7に対する制御装置の設
定温度を最高の設定点まで止弁させた後、装置の排気ガ
スの酸素量は依然として設定点に達する如(検出されな
ければ、最高温度の炉床の上方の次のバーナー炉床にお
いて、本例においては第1の炉床5および炉床乙におい
て、必要に応じて装置の酸素量の設定値に達するまで同
じ操作が行なわれる。
もし装置の排気ガスの酸素量が前記設定値以上に検出さ
れるならば、逆の状態が生じる。ノ8−ナーが燃焼中で
ある最高温度の炉床、例えば炉床5における温度制御装
置の設定温度が最初に低下され、その結果第6の制御ル
ープの運転による装置の排気ガスの酸素量の減少が起る
。もしこの炉床におけるバーナーの燃焼量がその最低値
まで低下させられるかあるいはバーナーが遮断された後
、装置の排気ガスの酸素量が依然としてその設定値に達
しなければ、装置の排気ガスの酸素量が設定値に達する
まで、最高温度の炉床の次に近いバーナー炉床、例えば
炉床7について同様な制御操作が行なわれる。
第6の制御ループにおいては、制御される可変要因は装
置の排気ガスの温度である。熱分解運転モードの第1の
実施例においては、主な操作可変要因は最高温度の炉床
の上方のバーナーの燃焼量であり、第2の実施例におけ
る操作可変要因はアフターバーナーに対する空気量であ
る。
第1の実施例においては、温度センサ42による装置の
排気ガスの温度の検出およびこの値の制御装置GEにお
ける設定値との比較の後、もしこの温度が設定温度より
低いことが判定されるならば、最高温度の炉床の上方の
次のバーナー炉床、即ち炉床7に配置されるバーナー(
単数または複数)の燃焼量を制御するための制御装置C
の温度設定点が上昇されてバーナー炉床における温度を
上昇させる。この状態は更に装置の排気ガスの温度を上
昇させる。もし炉床7におけるバーナーB70制御装置
の設定温度の上昇後、装置の排気ガスの検出温度が設定
温度に達しなければ、必要に応じて装置の排気ガス温度
の設定値に達するまで、同じ操作が最高温度の炉床の上
方の次に高いバーナー炉床(単数または複数)、本例に
おいては炉床5および炉床6にお℃・て行なわれる。
この操作は、装置の柔軟性を増すように、例えば装置の
排気ガス温度の突然の降下に対する応答速度を増加させ
るように修正することができる。
第6図に示される如く、アフターバーナーBAに対する
バーナー制御装置CAは、装置の排気ガス温度センサ4
2により検出される温度に応答して制御されろ。燃焼量
制御装置CFは、バーナーBAが制御装置OAの制御下
で燃焼中である燃焼量を検出し、またこの燃1焼量が予
め定めた設定値以上に上昇する時出力を生じるためバー
ナー制御装置CAと接続されている。
もし装置の排気ガスの温度がその設定温度よりも低いこ
とか判定されるならば、アフターバーナーのバーナーB
への燃焼量が増加される。この増加に応答して、制御装
置CFの出力はこの燃焼量が予め定めた設定値より高い
ことを表示し、これに応答して最高温度の炉床の上方の
バーナー炉床におけるバーナー(単数または複数)が制
御されて以下に述べる方法でその燃焼量を増加させる。
装置の排気ガスの温度が設定点に達し、またバーナーB
Aの燃焼量がその最初の設定値に戻ると、最高温度の炉
床の上方のバーナー炉床におけるバーナーの燃焼量の増
加が遮断される。装置の排気ガスの温度が増加する時逆
の順序の操作が生じる。
もし装置の排気ガス温度が設定値以上であることを検出
されるならば、最初に逆の操作が行なわれる。バーナー
が燃焼中である最高温度の炉床、例えば炉床5における
温度制御装置の設定温度が最初に低下され、その結実装
置の排気ガス温度の低下が生じる。もしこのバーナーの
燃焼量がその最低値まで低下されるかあるいはバーナー
が遮断された後に装置の排気ガス温度が依然としてその
設定点になげれば、装置の排気ガスの設定温度に達する
まで、゛最高温度の炉床の次に近いバーナー炉床、例え
ば炉床7において同様な操作が行なわれる。
熱分解運転モードのこの最初の実施例においては、必要
に応じてアフターバーナーに対する空気量が二次的な操
作可変要因として得ることができる。これは、最高温度
の炉床の上方のバーナー炉床における全てのバーナーが
最も低い燃焼量まで減少されるか遮断され、また装置の
排気ガスの検出された温度が依然として設定温度まで降
下しないという条件に応答する酸素量の強制操作の形態
をとる。このような場合には、弁44が若干量開かれて
アフターバーナーに対する余分な量の空気を導入させる
が、この状態は装置の排気ガスの設定温度に達するまで
継続する。このような状態においては、検出された酸素
量は酸素の設定値以上に増加し得るが、これは無視され
る。また、この酸素量の強制制御ループを用いて装置の
排気ガス温度が有害な熱応力を生じるおそれがある例え
ば約870’C(1600°F)の如き最高温度を越え
ないように制限することもまた可能である。
燃焼モードにおける酸素量の強制操作に関して前に述べ
たものと同じ方法で、酸素量強制制御モードは排気ガス
の酸素量が設定点より高い間のみ用いられる。一旦検出
された酸素量が設定値まで再び降下すると、装置の排気
ガス温度に対する制御論理回路が操作される可変要因と
してバーナーの燃焼量まで戻す。
第2の実施例においては、温度センサ42による装置の
排気ガスの温度の検出およびこの温度の制御装置GEに
おける設定値との比較の後、もしこの温度が設定値より
低いことを判定するならばアフターバーナー4ろに対し
て空気を供給する弁44が若干量閉じられてアフターバ
ーナーに対する空気量を減少させる。このため、装置の
排気ガスの温度の上昇を生じることになる。
一方、もし装置の排気ガス温度が設定値よりも高いこと
が判定されるならば、アフターバーナーに対する空気の
供給のだめの弁44が若干量開かれてアフターバーナー
に対する空気量を増加させこの状態が装置の排気ガスの
温度における低下を生じることになる。
事例1 第1図の炉装置を過剰空気モート゛において運転するた
め、下記の論理的シーケンスは追うことができる1つの
シーケンスである。第1図の炉装置が運転中であること
、即ち廃棄物が炉床を通って供給され、炉装置の温度特
性は所要の運転条件に実質的に従い、かつ燃焼空気は底
部の炉床における入口61から流入し、装置の排気ガス
は出口60かも流出しつつあることを仮定する。
論理的ステップの7−ケンスは下記の如くである。即ち
、 10  温度センサts により全ての炉床の温度を測
定し、センサ42によって装置の排気ガス温度を測定す
る ′20  スキャナー40により最高の炉床温度を判定
する ろO制御装置OHにおける床の設定温度と最高の炉床温
度を比較する 40  もし最高の炉床温度が設定点と等しければステ
ップ110へ 50  もし最高の炉床温度が設定点より低ければステ
ップ70へ 60  もし最高の炉床温度が設定点より高ければステ
ップ90へ 70  弁ろ7を若干量閉じて最下部の炉床に対する空
気量を減少する 80  ステップ10へ 90  弁67を若干量開いて最下部の炉床に対する空
気量を増加する 10口  ステップ10へ 110  スキャナー40により最高温度の炉床の炉床
数を判定する 120  アナライザ41により装置の排気ガス中の酸
素量を測定する 160  制御装置COにおける設定点と測定された酸
素量を比較する 140  もし排気ガスの酸素量が設定点と等しければ
、ステップ260へ 150  もし製紐の排気ガスの酸素量が設定点より低
ければ、ステップ170へ 160  もし装置のiト気ガスの酸素量が設定点より
高げれば、ステップ190へ 170  最高温度の炉床の下方のバーナー炉床−(単
数または複数)におけるバーナー(単数または複数)に
対する制御装置における設定点を上記のように増加して
、最高温度の炉床の下方のバーナー炉床(単数または複
数)の燃焼量を増加する 180  ステップ10へ 190  最高温度の炉床の下方の炉床におけるバーナ
ーの制御装置が最低設定値にあるかどうかを調べるため
前記制御装置の読みを行ない。最高温度の炉床の下方の
全てのバーナーが遮断状態にあるかまたは最小燃焼量に
あるかを判定する 200  もしyesならば、ステップ260へ。
またもしnoならば、ステップ210へ210  最高
温度の炉床の下方のバーナー炉床(単数または複数)に
おけるバーナーの制御装置における設定点を上記のよう
に減少させて、最高温度の炉床の下方のバーナー炉床に
おける燃焼量を減少させる 220  ステップ10へ 230  装置の排気ガスの温度を側倒装置GEにおけ
る設定温度と比較する 240  もし装置の排気ガスの温度が設定温度と等し
ければ、ステップ1oへ 250  もし装置の排気ガス温度が設定温度より低け
れば、ステップ270へ 260  もし装置の排気ガス温度が設定温度より高け
れば、ステップ290 270  最高温度の炉床の下方のバーナー炉床(単数
または複数)におけるバーナー(単数または複数)に対
する制御装置における設定点を上記のように増加して、
最高温度の炉床の上方のバーナー炉床の燃焼量を増加す
る 280  ステップ10へ 290  最高温度例炉床の上方のバーナー炉床におけ
るバーナー(単数または複数)の制御装置における設十
点を上記のように減少させて、最高温度の炉床の上方の
バーナー炉床における燃焼量を減少させる 300  ステップ10へ 事例2 第1図の炉装置は、事例1とは異なる論理的シーケンス
に従うことにより、過剰空気運転モードにおいて運転す
ることができる。再び、第1図の炉装置が事例1と同様
な運転状態にあることを仮定する。
下記の論理的ステップのシーケンスは、装置の排気ガス
の酸素量の制御ループが最初に試験され最高温度の炉床
の温度制御ループが2番目に試験される点において事例
1とは異なる。即ち、10  全ての炉床の温度を温度
センサts、により測定し、装置の排気ガスの温度なセ
ンサ42により測定する 20  最高の炉床温度をスキャナー40により判定す
る 60  最高温度の炉床の炉床数をスキャナー40によ
り判定する 40  装置の排気ガス中の酸素をアナライザ41によ
り測定する 50  測定した酸素量を制御装置C○におけろ設定点
と比較する 60  もし排気ガスの酸素量が設定点と等しければ、
ステップ160へ 70  もし装置の排気ガスの酸素量が設定点より低げ
れば、ステップ90へ 80  もし装置の排気ガスの酸素量が設定点より高け
れば、ステップ110へ 90  最高温度の炉床の下方のバーナー炉床(単数ま
たは複数)におけるバーナー(単数または複数)に対す
る制御装置における設定点を上記のように増加して、最
高温度の炉床の下方のバーナー炉床(単数または複数)
の燃焼量を増加する 和0 ステップ10へ 11O最高温度の炉床の下方の炉床におけるバーナーの
制御装置が最低設定値にあるかどうかを調べるため前記
制御装置の読みを行ない、最高温度の炉床の下方の全て
のバーナーが遮断状態にあるかまたは最小燃焼量にある
かを判定する 120  もしyesならば、ステップ150へ。
またもしn、oならば、ステップ160へ160  最
高温度の炉床の下方のバーナー炉床(単数または複数)
におけるバーナー(単数または複数)の制御装置におけ
る設定点を上記のように減少させて、最高温度め炉床の
下方のバーナー炉床における燃焼量を減少させる 140  ステップ10へ 150  最高の炉床温度を制御装置CHにおける設定
温度と比較する 160  もし最高の炉床温度が設定温度と等しげれば
、ステップ260へ 170  もし最高の炉床温度が設定温度より低ければ
、ステップ190へ 180  もし最高の炉床温度が設定温度より高ければ
、ステップ210へ 190  弁67を若干世間じて最下部の炉床に対する
空気量を減少する 200  ステップ10へ 210  弁37を若干世間いて最下部の炉床に対する
空気量を増加する 260  装置の排気ガスの温度を制御装置CEにおけ
る設定温度と比較する 240  もし装置の排気ガス温度が設定温度と等しげ
れば、ステップ10へ 250  もし装置の排気ガス温度が設定温度より低け
れば、ステップ270へ 260  もし装置の排気ガス温度が設定温度より高げ
れば、ステップ290へ 270  最高温度の炉床の上方のバーナー炉床(単数
または複数)におけるバーナー(単数または複数)に対
する制御装置における設定点を上記のように増加して、
最高温度の炉床の上方のバーナー炉床の燃焼量を増加す
る 280  ステップ10へ 290  最高温度の炉床の上方のバーナー炉床におけ
るバーナー(単数または複数)の制御装置における設定
点を上記のように減少させて、最高温度の炉床の上方の
バーナー炉床における燃焼量を減少させる ろ00  ステップ10へ 事例ろ 第1図の炉装置は、制御ループにおいて事例1および2
とは異なる操作される可変要因が用いられる論理的シー
ケンスを用いることにより、過剰空気モードにおいて運
転することかできる。再び第1図の炉装置が事例1にお
ける如く運転されることを仮定する。最高の炉床温度の
制御に対する操作される可変要因は最高温度の炉床の下
方の燃焼量の変化であり、装置の排気ガスの酸素量に対
する操作される可変要因は最下部の炉床に対する燃焼空
気量である。
論理的ステップのシーケンスは下記の如くである。即ち
、 10  全ての炉床の温度を温度センサts により測
定し、装置の排気ガスの温度をセンサ42により測定す
る 20  最高温度の炉床の温度をスキャナ−40により
判定する ろO最高温度の炉床の炉床数をスキャナー40により判
定する 40  装置の排気ガス中の酸素をアナライザ41によ
り測定する 50  測定した酸素量を制御装置Goにおける設定点
と比較する 仕 もし排気ガスの酸素量が設定点と等しげれば、ステ
ップ150へ 70  もし装置の排気ガスの酸素量が設定点より低け
れば、ステップ90へ 80  もし装置の排気ガスの酸素量が設定点より高け
れば、ステップ110へ 90  弁67を若干世間いて最下部の炉床に対する空
気量を増加する 100  ステップ10へ 110  最高温度の炉床の下方の炉床におげろノクー
ナーの制御装置が最低設定値にあるかと5−かを調べる
ため前記制御装置の読みを行ない、最高温度の炉床の下
方の全てのバーナーが遮断状態にあるかまたは最小燃焼
量にあるかを判定する 120  もしyesならば、ステップ150へ。
またもしnoならば、ステップ160へ1ろO弁ろ7を
若干世間じて最下部の炉床に対する空気量を減少する 140  ステップ10へ 150  最高の炉床温度を制釧j装置OHにおけろ設
定温度と比較する 160  もし最高の炉床温度が設定温度と等しければ
、ステップ270へ 170  もし最高の炉床温度が設定温度より低げれば
、ステップ190へ 180  もし最高の炉床温度が設定温度より高ければ
、ステップ210へ 190  最高温度の炉床の下方のバーナー炉床(単数
または複数)におけるバーナー(単数または複数)に対
する制御装置における設定点を上記のように増加して、
最高温度の炉床の下方のバーナー炉床(単数または複数
)の燃焼量を増加する 200  ステップ10へ 210  最高温度の炉床の下方の炉床におけるバーナ
ーの制御装置が最低設定値にあるかどうかを調べるため
前記制御装置の読みを行ない、最高温度の炉床の下方の
全てのバーナーが遮断状態にあるかまたは最小燃焼量に
あるかを判定する 220  もしyesならば、ステップ250へ、また
もしnoならば、ステップ260へ260  最高温度
の炉床の下方の・バーナー炉床(単数または複数)にお
けるバーナー(単数または複数)の制御装置における設
定点を上記のよ゛うに減少させて、最高温度の炉床の下
方のバーナー炉床における燃焼量を減少させる 240  ステップ10へ 250  制御装置C○における装置の排気ガスの酸素
量の設定点を増加する 260  ステップ10へ 270  排気ガスの温度をセンサA2により測定す2
80  装置の排気ガスの温度を制御装置GEにおける
設定温度と比較する 290  もし装置の排気ガス温度が設定温度と等しけ
れば、ステップ10へ 600  もし装置の排気ガス温度か設定温度より低け
れば、ステップ620へ 610  もし装置の排気ガス温度が設定流度より高け
れば、ステップ640へ 320  最高温度の炉床の上方のバーナー炉床(単数
または複数)におけるバーナー(単数または複数)に対
する制御装置における設定点を上記のように増加して、
最高温度の炉床の上方のバーナー炉床の燃焼量を増加す
る るろOステップ10へ 640  最高温度の炉床の上方のバーナー炉床におけ
るバーナー(単数または複数)の制御装置における設定
点を上記のように減少させて、最高温度の炉床の上方の
バーナー炉床における燃焼量を減少させる 650  ステップ10へ 事例4 第2図の炉装置を熱分解モードにおいて運転するため、
下記の論理的シーケンスに追うことができる1つのシー
ケンスである。第1図の炉装置が運転中であること、即
ち廃棄物が炉床を通って供給され、炉装置およびアフタ
ーバーナーの温度特性は所要の運転条件に実質的に従い
、かつ燃焼空気は最下部の炉床における入口61かも流
入し、またアフターバーナー内へ流入し、装置の排気ガ
スはアフターバーナー46から流出しつつあることを仮
定する。
論理的ステップのシーケンスは下記の如くである。即ち
、 10  温度センサts により全ての炉床の温度を測
定し、センサ42によって装置の排気ガス温度を測定す
る 20  スキャナー40により最高の炉床温度を判定す
る 60  制御装置CHにおける最高温度の炉床の設定温
度と最高の炉床温度を比較する 1、40  もし最高の炉床温度が設定点と等しければ
ステップ11Dへ 50  もし最高の炉床温度が設定点より低ければステ
ップ70へ 60  もし最高の炉床温度が設定点より高ければステ
ップ90へ 70  弁67を若干量開いて最下部の炉床に対する空
気量を増加する BOステップ10へ 90  弁ろ7を若干量開じて最下部の炉床に対I−る
空気量を減少する 100  ステップ10へ 110  最高温度の炉床の炉床数をスキャナー40に
より判定する 120  装置の排気ガス中の酸素をアナライザ41に
より測定する 130  測定した酸素量を制御装置Coにおける設定
点と比較する 140  もし排気ガスの酸素量が設定点と等しけft
ば、ステップ240へ 150  もし装置の排気ガスの酸素量が設定点より低
げれば、ステップ170へ 160  もし装置の排気ガスの酸素量が設定点より高
ければ、ステップ190へ 170  アフターバーナーの空気弁44を若干量開く
ことによりアフターバーナーの空気の流量を増加する 180  ステップ10へ 190  装置の排気ガスの温度を制御装置GEにおけ
る排気ガスの設定温度と比較する 200  もし装【の排気ガス温度が設定温度より低け
れば、ステップ22C1lへ 210  もし装置の排気ガス温度が設定温度と等しい
かあるいはこれより高げれば、ステップ600へ 220  アフターバーナーの空気弁44を若干量開く
ことによりアフターバーナーの空気の流量を減少する 230  ステップ10へ 240  装置の排気ガスの温度を制御装置GEにおけ
る設定温度と比較する 250  もし装置の排気ガス温度が設定温度と等しけ
れば、ステップ10へ 260  もし装置の排気ガス温度が設定温度より低け
れば、ステップ280へ 270  もし装置の排気ガス温度が設定温度より高け
れは、ステップ500へ 280  最高温度の炉床の上方のバーナー炉床におけ
るバーナー(単数または複数)に対する:liU (i
lll装置における設定点を上記のように増加して、最
高温度の炉床の上方のバーナー炉床の燃焼量を増加する 290  ステップ10へ 300  最高温度の炉床の上方のバーナー炉床におけ
るバーナー(単数または複数)の制御装置における設定
点を上記のように減少させて、最高温度の炉床の上方の
バーナー炉床における燃焼量を減少させる ろ10  ステップ10へ 事例5 また、中間制御ループおよび前に述べた主制御ループ内
の操作される可変要因を使用することも可能である。熱
分解運転モードのこの第3の実施例においては、最初の
制御ループは、炉装置の底部に対する空気量を操作する
可変要因として制御されろ可変要因としての最高温度の
炉床を有する。
第2の制御ループは排気ガスの酸素量に対するもので、
検出された酸素量を制御される可変要因、およびアフタ
ーバーナーに対する空気量を操作される可変要因とする
。第6の制御ループは、装置の排気ガス温゛度を制御さ
れる可変要因、またアフターバーナーのバーナーBAの
燃焼量′を操作される可変要因とする\第4の制御ル−
プ(ま、アフターバーナーノバーナーBAの燃焼量を設
定点に維持し、このバーナーの燃焼量を制御される可変
要因、また最高温度の炉床の上方の/ζ−ナーの燃焼量
を操作される可変要因とする。最初の2つσ) il制
御ループについては既に述べたためここでは繰返さない
第6の制御ループにおいては、装置の排気ガスの温度が
設定点よりも降下する時、アフターバーナーの燃焼量が
増加される。検出された温度がこの設定点より高くなる
時、このバーナーの燃焼量は減少される。
第4の制御ループにおいては、アフターバーナーのバー
ナーの燃焼量が設定点を越える時、最高温度の炉床の上
方のバーナーの燃焼量は増加される。アフターバーナー
のバーナーの燃焼量がこの設定値よりも降下する時、最
高温度の炉床の上方のバーナーがその最低値まで減少す
るならば高温度の炉床の上方のバーナーの燃焼量は減少
され、また検出された装置の排気ガス温度が依然として
設定点より高ければ(あるいはまた、最高の設定点を越
えようとするならば)、前に述べた醒素の強制制御ルー
プが用いられる。
この制御ループに対する論理的ステップのシーケンスは
下記の如くである。即ち、 10  温度センサts により全ての炉床の温度を測
定L、センサ42によって装置の排気カス温度を測定す
る 20  スキャナー40により最高の炉床温度を判定す
る 60 制御装置CHにおける最高温度の炉床の設定温度
と最高の炉床温度を比較する 40  もし最高の炉床温度が設定点と等しければステ
ップ110へ 50  もし最高の炉床温度が設定点より低げ−ればス
テップ70へ 60  もし最高の炉床温度が設定点より高ければステ
ップ90へ 70  弁67を若干量開いて最下部の炉床に対する空
気量を増加する 80  ステップ10へ 90  弁67を若干量開じて最下部の炉床に対する空
気量を減少する 100  ステップ10へ 110  最高温度の炉床の炉床数をスキャナー40に
より判定する 120  装置の排気ガス中の酸素をアナライザ41に
より測定する 160  測定した酸素量を制御装置C○における設定
点と比較する 140  もし装置の排気ガスの酸素量が設定点と等し
ければ、ステップ210へ 150  もし装置の排気ガスの酸素量が設定点より少
なけれは、ステップ170へ 160  もし装置の排気ガスの酸素量が設定点より高
ければ、ステップ190へ 170  アフターバーナーの空気弁44を若干量開く
ことによりアフターバーナーに対する空気流量を増加す
る 180  ステップ10へ 190  アフターバーナーの空気流計を減少する20
口 ステップ10へ 210  装置の排気ガスの温度を制御装置GEにおけ
る設定温度と比較する 220  もし装置の排気ガス温度が設定温度と等しげ
れば、ステップ600へ 2ろOもし装置の排気ガス温度力が設定を島度よりイ氏
ければ、ステップ250へ 240  もし装置の排気ガス温度力\設定温度より高
ければ、ステップ270へ 250  アフターバーナーのノミーナー(単数またし
ま複数)に対する制御装置におけるr定1侭を上記のよ
うに増加して、前記アフター・バーナーまたはバーナー
の燃焼量を塊加する260  ステップ10−へ 270  モ1. アフターバ−ナーのノミーナー(単
数または複数)の火炎が弱し・かあ6 t−bまン肖勢
されるならば、ステップ300へ 280  アフタ−バーナーのノミーナー(単数また(
ま複数)の制御装置における設定点を上言己のように減
少゛させて、前記アフターノく−ナーのバーナー(単数
または複数)のり象や焼量な減少させる 290  ステップ10へ 600  アフターバーナーのノく一ナーの制御1装置
CAの出力により前記アフターバ−ナーのバーナー(単
数または複数)の燃焼量を判定する 610  アフターバーナーのバーナー(単数または複
数)の燃焼量を制御装置CFにおける設定温度と比較す
る ろ20  もしアフターバーナーのバーナー(単数また
は複数)の燃焼量が設定点と等しげればステップ10へ 660モしアフターバーナーのバーナー1.数または複
数)の燃焼量が設定点より低ければステップ350へ 640  もしアフターバーナーのバーナー(単数また
は複数)の燃焼量が設定点より高ければステップ690
へ 650  最高温度の炉床の上方のバーナー炉床におけ
ルバー −1−−(単数または複数)の制御装置におけ
る設定点を上記のように減少させて、最高温度の炉床の
上方のバーナー炉床における燃焼量を減少させる ろ60  最高温度の炉床の上方の全てのノ゛−ナーの
燃焼量が景小であるかあるいは消勢状態にあるを判定す
る 670  もしyesならば、前に述べた酸素量の強制
制御ループを始動する 680  もしnoならば、ステップ10へ390  
最高温度の炉床の上方のバーナー炉床(単数または複数
)におけるバーナー(単数または複数)に対する制御装
置の設定点を上記のように増加して、最高温度の炉床の
上方のバーナー炉床におけるバーナーのす燃焼量を増加
する 400  ステップ10へ 上記の事例−において、事例2は制御ループを異なる順
序で実施することができることを示しており、このこと
は熱分解モート9における運転についても妥当すること
が判るであろう。事例6は同じ制御される可変要因を用
いるが、これらの制御される可変要因の制御のため異な
る操作される可変要因を用いている。他の操作される可
変要因は、過剰空気モードおよび熱分解モート゛の両方
において制御される可変要因の制御のため使用が可能な
こと、また本発明は種々の制御される可変要因と関連し
て記述した特定の制御されろ可変要因にのみ限定される
ものではないことを理解すべきである。重要なことは、
操作される可変要因が制御される可変要因の制御のため
使用可能である如きものであること、また制御される可
変要因は所要の設定点において制御されること、即ち最
高温度の炉床が予め定めた最高温度の炉床の設定点に対
して制御され、装置の排気ガスの酸素量および温度が予
め定めた設定値もしくはそれ以上で制御されることであ
る。
以上のことから、本発明が、多重炉床型炉′装置の温度
特性を制御する技術において、固体の物質の燃焼のため
燃焼空気が炉装置の底部に導入される如き多くの明白な
利点を提供することが判るであろう。出願人の発明のこ
のような利点は多岐にわたるものである。
最初に、最高温度の炉床を検出する走査技術の適用は、
単一の炉床が主たる燃焼炉床そして選択された古い技術
に勝る明らかな利点を有する。
更に、従来技術によhば、このような炉装置のオはレー
タは、通常上な燃焼炉床として1つの炉床を選択した炉
装置を運転することを要求される。
しかし、実際の稼動においては、この選択された主燃焼
炉床は常に最高温度の炉床ではない。この問題の一部は
、特に汚泥の品質における変化、例えば乾燥状態から多
湿の状態へ、あるいはその反対方向の変化等によるもの
である。その結果として、最高温度の炉床が切換わり、
オペレータは依然として常に最高温度の炉床ではない選
択された主燃焼炉床を適応させるため汚泥の処理量を修
正し続は得る。゛本発明によるスキャナーを用いろこと
により、最高温度の炉床は常に確保され、このためオは
レータが実際には主たる燃焼炉床もしくは最高温度の炉
床ではない単一の炉床により汚泥の処理量を差配する可
能性を排除することになる。
更に、最高温度の炉床の判定のため出願人の走査技術を
用いて最高温度の炉床の温度を予め定めた温度の設定値
に制御することにより、最高扁度の炉床が常に確認され
その温度が常に予め定めた温度値に維持されるため、炉
装置における汚泥の処理量もしくは供給量が更に予測可
能で一定の状態で確保することができる。
また、本発明における他の主要な要因は最高温度の炉床
の制御であり、これは即ち前述の如く排気の酸素量の制
御でありかつ装置の排気の温度の制御である。このよう
な全てのパラメータは最適な温度特性において炉装置を
制御して、汚泥の燃焼のため燃焼空気が炉装置の底部に
おいて導入されるこのような比較的旧式な多重炉床型炉
装置における更に効率のよい燃焼を確保するため総合化
されるものである。このように、排気の温度および酸素
量の制御は単独では公知であるが、炉装置のオにレータ
が本発明による制御パラメータの使用により、またこれ
により従来技術の上記の諸問題を回避することによって
汚泥の最大処理量を維持することを許容する如き総合的
な知識体系は存在していな℃・。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施するための本発明による制
御製置を備えた多重炉床型炉装置を示す概略図、第2図
は内部のアフターバーナー?示す第1図のバーナーから
の排気の状態の部分図、および第3図は第2図の変更さ
れた態様を示す部分図である。 1・・・最上部の炉床、2〜12・・・炉床、19・・
・多重炉床型炉装置、20・・外側シェル、21.22
・・・火床、26・・・落下口、24・・中心部の落下
口、25・・・中心軸、26・・攪拌アーム、27・攪
拌歯列、28・・・放出口、29・・・廃棄物供給口、
60・・排気ガス出口、61・・・空気入口、64・・
、ファン、65・・・管路装置、66・・・外気入口管
路、67・・・制御弁、6B−・・ファン、40・・・
最高温度炉床スキャナー、41・・・酸素パアナライザ
、42・・排気ガス温度センサ、46・・アフターバー
ナー、44・・・制御弁。 F/62 F/63 手  続  補  正  書 昭和何年 V月2o日 特許庁り官若杉和夫殿 1、事件の表示 昭和づ年特許願第  2と40  号 26発明の名称 ろ、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 ダ 費  スター+1ンワ゛ 1゛う、り゛′−インD
 −71:’レーデ・7トパ4、代理人 5補正の対象

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数の重合状態で直列に配置された炉床を有する多
    重炉床型の炉装置における可燃材料の燃焼を制御する方
    法であって、固体の可燃材料が燃焼のため炉装置の上部
    に導入されて炉床間を下方に送られ、その結果生じる灰
    は前記炉装置の底部において灰出口から放出され、前記
    炉床の少なくともあるものかこれに対して熱を伺加する
    ためその上に少なくとも1つのバーナーを有するバーナ
    ー炉床であり、前記炉装置の底部に燃焼用空気を導入す
    ることを含み、未反応の燃焼空気および気体の燃焼生成
    物は固体可燃材料の流れに対向して上方に流れて前記炉
    装置の頂部から装置の排気ガスとして排出される方法に
    おし・て、(a)可燃桐料が流過する炉床の温度の走査
    を行なって最高温度の炉床を決定し、(b)  予め定
    めた温度の設定点にこのように決定された最高の炉床温
    度を制御し、(c)装置の排気ガスの酸素量を予め定め
    た最低設定点の値またはこれ以上に維持し、(a)  
    装置の排気温度を予め定めた最低設定点の値またはこれ
    以上に維持することにより、可燃材料の効率のよい燃焼
    を行ない。 前記の条件(b)、(C)および(d)は、(11前記
    炉装置の底部に対する燃焼空気の流れを制御し2、 (2)前記バーナー炉床におけるバーナーの燃焼量を前
    記の最高温度の炉床より高く制御し、(3)バーナー炉
    床におけるバーナーの燃焼量を最高温度の炉床より低く
    制御する操作のうち、前記工程(b)は上記操作(1)
    および(又は)(3)により行なわれ、 前記工程(C)は上記操作(1)、(2)および(又は
    )(3)により行なわれ、 前記工程(、i)は上記操作(2)により行なわれるこ
    とを特徴とする方法。 2、前記炉装置は、該装置を過剰化学量論的状態で運転
    するため炉装置の排気ガスの酸素量を炉装置の底部に対
    する充分な燃焼空気の供給の確保のため必要な値以上に
    維持することにより過剰空気モードで運転されることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 ろ、最高の炉床温度を制御する工程(b)において前記
    炉装置の底部に対する燃焼空気流が最高の炉床温度を低
    下させるため燃焼空気流を増加させるように制御され、
    また最高の炉床温度を上昇させるため燃焼空気流を減少
    させるように制御されることを特徴とする特許請求の範
    囲第2項記載の方法。 4 最高の炉床温度を制御する工程(b)において最高
    温度の炉床よりも低い前記炉床における少な(とも1つ
    のバーナーの燃焼量がこの最高の炉床温度を上昇させる
    ため燃焼量を増加するように制御され、また最高の炉床
    温度を低下させるため燃焼量を減少するように制御され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第2項または第6項
    に記載の方法。 定値への制御に失敗した場合には、炉装置の底部に対す
    る燃焼空気の流れが増加されることを特徴とする特許請
    求の範囲第4項記載の方法。 6 最高の炉床温度を検出し、この温度が前記設定点よ
    りも低下する如くに検出される時、バーナー炉床の温度
    を上昇させるため最高温度の炉床よりも低い次のバーナ
    ー炉床に配置された少なくとも1つのバーナーの燃焼量
    を増加し、この燃焼量は前記最高の炉床温度がその前記
    設定点に達するまで増加させられ、前記バーナーの燃焼
    量がその最高値まで上昇された後にこの設定点に達しな
    り゛れば、前記最高の炉床温度点に達するまで前記最高
    温度の炉床より下方の比較的低い各バーナー炉床におけ
    る少なくとも1つのバーナーの燃焼量の同程度の増加を
    行ない、前記設定点より高い温度上昇として検出される
    時は、前記最高の炉床温度を低下させるためその土でバ
    ーナーが燃焼する最も遠いバーナー炉床である最高温度
    の炉床の下方のバーナー炉床における少なくとも1つの
    燃焼量を減少させ、該燃焼量は前記最高温度の炉床がそ
    の設定点に達するまで減少され、前記バーナーの燃焼量
    かその最低値に減少されあるいはこのバーナーか消勢さ
    れた後もこの設定点に達しなければ、前記最高温度の炉
    床に順次近い最高温度の炉床の下方の各バーナー炉床に
    おける少な、くとも1つの燃焼量の同じ程度の減少を行
    なう工程からなることを特徴とする特許請求の範囲第4
    項または第5項に記載の方法。 7 前記装置の排気ガスの酸素量を維持する工程(C)
    において、前記最高温度の炉床より下方の炉床における
    少なくとも1つの燃焼量がこの最高の炉床温度を上昇さ
    せるだめの燃焼量を増加させるように制御され、これに
    応答して前記炉装置の底部に対する燃焼空気流を増加さ
    せることにより装置の排気ガスの酸素量を増加させ、ま
    た前記最高の炉床温度を低下させるための燃焼量を減少
    させるように制御され、これに応答して炉装置の底部に
    対する燃焼空気流を減少させることにより装置の排気ガ
    スの酸素量を減少させることを特徴とする特許請求の範
    囲第2項乃至第6項のいずれかに記載の方法。 8 バーナー炉床の温度を上昇させるため5前記の最高
    温度の炉床より下方の次のバーナー炉床に配置される少
    なくとも1つのバーナーの燃焼量を増加させ、これが更
    に前記の最高の炉床温度が前記設定温度より実質的に高
    く上昇することを阻止するため前記炉装置の底部に導入
    される燃焼空気流を増加させることになり、前記の増加
    させられた燃焼空気流が装置の排気ガスにおける酸素量
    を増加させ、前記燃焼量は前記排気ガスにおける酸素量
    がその設定点に達するまで増加させられ、前記バーナニ
    の燃焼量がその最高値まで上昇された後にこの設定点に
    達しなければ、前記の酸素性の設定点に達する“まで前
    記最高温度の炉床より下方の順次更に低い各バーナー炉
    床における少なくとも1つのバーナーの燃焼量の同程度
    の増加を行ない、この検出された酸素量か前記設定点よ
    り以上に増加する時、前記バーナー炉床の温度を低下さ
    せるためその上で燃焼するバーナーを有する最も遠いバ
    ーナー炉床である最高温贋の炉床より下方のバーナー炉
    床における少なくとも1つのバーナーの燃焼量を減少さ
    せ、これか更に炉装置の底部に導入される燃焼空気流を
    減少させて前記最高の炉床温度を前記設定温度より以上
    に上昇させ、前記の減少させられた燃焼空気流は前記装
    置排気ガスにおける酸素量を減少させ、前記燃焼量は前
    記排気ガスにおける酸素量がその設定点に達するまで減
    少させられ、前記バーナーの燃焼量がその最低値まで減
    少させられるかあるいはバーナーが消勢された後にもこ
    の設定点に達しなければ、前記の最高温度の炉床に順次
    近い最高温度の炉床のより下方の各バーナー炉床におけ
    る少なくとも1つの燃焼量同じ程度の減少を行なう工程
    からなる゛ことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載
    の方法。 9、 前記炉装置の排気ガスの酸素量を維持する工程(
    C)において、該装置の底部に対する燃焼空気流が前記
    酸素量を増加させるため燃焼空気流を増加させるように
    制御され、また前記酸素量を減少させるため前記燃焼空
    気流を減少するように制御されることを特徴とする特許
    請求の範囲の前記各項のいずれかに記載の方法。 10、前記炉装置の排気ガスの温度を維持する工程(d
    )にお℃・て、最高温度の炉床より上方の炉床における
    少なくとも1つの燃焼量が前記装置の排気ガスの温度を
    上昇させるため燃焼量を増加させるよう制御され、前記
    装置の排気ガスの温度を低下させるため前記燃焼量を減
    少させろよう制御されることを特徴とする特許請求の範
    囲前記各項のいずれかに記載の方法。 11、  前記炉装置の排気ガスの温度かその設定点よ
    り低下ず゛ろ如くに検出される時、前記排気ガスの温度
    をその設定温度値まで上昇させるため前記最高温度の炉
    床1つ上方の次のバーナー炉床に配置された少なくとも
    1つのバーナーの燃焼量を増加させ、前記バーナーの燃
    焼計がその最高値まで上昇された後にこの設定温度値に
    達しなければ前記温度の設定値に達するまで前記最高温
    度の炉床より上方の順次の更に高い各バーナー炉床にお
    ける少なくとも1つのバーナーの燃焼量の同程度の増加
    を行ない、前記炉装置の排気ガスの温度がその設定値よ
    り高い温度上昇として検出される時は、前記排気ガスの
    温度をその設定値まで低下させるためその上でバーナー
    が燃焼する最も遠いバーナー炉床である最高温度の炉床
    の上方のバーナー炉床に配置された少なくとも1つの燃
    焼量を減少させ、この状態が前記バーナーの燃焼量がそ
    の最低値まで減少させるかあるいはバーナーが消勢され
    た後にも達成されなげれば、最高温度の炉床に順次近い
    最高温度の炉床の上方の各バーナー炉床における少なく
    とも1つのバーナーの燃焼量の同じ程度の減少を行なう
    工程からなることを特徴とする特許請求の範囲第10項
    記載の方法。 12、前記炉装置が熱分解モードにおいて運転され、該
    炉装置は多重炉床型の固体可燃材料を取扱う炉部と、多
    重炉床型炉部が亜化単量論的条件下で運転されるアフタ
    ーバーナーとからなり、前記アフターバーナーから出る
    前記装置の排気ガスが未反応の酸素を含むように化学量
    論的条件以上で運転される炉装置からの排気ガスのアフ
    ターバ−ナーが含まれることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の方法。 16 前記最高の炉床温度を制御する工程(b)におい
    て、前記炉装置の底部に対する燃焼空気流が最高の炉床
    温度を低下させるため燃焼空気流を減少させるように制
    御され、また最高の炉床温度を上昇させるため燃焼空気
    流を増加させるように制御されることを特徴とする特許
    請求の範囲第12項記載の方法。 14 前記炉装置の排気ガスの酸素量を維持する工程(
    c)において、アフターバーナーの空気流が前記酸素量
    を一増加させるためこのアフターバーナーの空気流を増
    加させるように制御され、また前記酸素量を減少さ赫る
    ため前記アフター・にナーの空気流を減少するように制
    御されることを特徴とする特許請求の範囲第12項また
    は第16項に記載の方法。 15 前記炉装置の排気ガスの温度を卸持する工程(d
    )において、最高温度の炉床より上方の炉床における少
    なくとも1つの燃焼量が前記装置の排気ガスの温度を上
    昇させるため燃焼量を増加させるよう制御され、また前
    記装置の排気ガスの温度を低下させるため前記燃vA量
    を減少させるよう制御されることを特徴とする特許請求
    の範囲第12項乃至第14項のいずれかに記載の方法。 16 前記の燃焼量の減少が前記装置の排気ガスの温度
    の制御に失敗した場合には、前記アフターバーナーの空
    気流を増加することを特徴とする特許請求の範囲第15
    項記載の方法。 17 前記装置の排気ガスに熱を付加し、かつアフター
    バーナーの燃焼量を増加させるためその燃焼量を制御す
    るためのアフターバーナーを含み前記燃焼量か増加され
    る時、装置の排気ガスの温度を上昇させるため前記最高
    温度の炉床より上方の炉床における少なくとも1つのバ
    ーナーの燃焼量を増加させ、前記アフターバーナーの燃
    焼H−ヲ減少させるようにこのアフターバーナーの燃焼
    量を制御し、該燃焼量が減少される時、前記装置の排気
    ガスの温度を低下させろため前記最高温度の炉床より上
    方の炉床における少なくとも1つのバーナーの燃焼量を
    減少させる工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲
    第15項または第16項に記載の方法。 18、前記装置排気ガスの温度がその設定値より下に下
    降する如くに検出される時、前記排気ガスの温度を設定
    温度値まで上昇させるため前記最高温度の炉床より上方
    の次のバーナー炉床に配置される少なくとも1つのバー
    ナーの燃焼量を増加させ、前記バーナーの燃焼量がその
    最高値まで上昇された後にこの設定温度値に達しなけれ
    ば、前記温度の設定値に達するまで前記最高温度の炉床
    より上方の11次の更に高い各バーナー炉床における少
    なくとも1つのバーナーの燃焼量の同程度の増加を行な
    い、前記炉装置の排気ガスの温度がその設定値より高い
    温度上昇として検出される時は前記排気ガスの温度をそ
    の設定値まで低下させるためその上でバーテーカ5燃焼
    する最も遠いバーナー炉床である最高温度の炉床の上方
    のバーナー炉床に配置された少なくとも1つの燃焼量を
    減少させ、この状態か前記バーナーの燃焼量がその最低
    値まで減少させるかあるいはバーナーか消勢された後に
    も達成されなければ、最高温度の炉床に順次近い最高温
    度の炉床の上方の各バーナー炉床における少なくとも1
    つのバーナーの燃焼量の同じ程度の減少を行なう工程か
    らなることを特徴とする特許請求の範囲第15項または
    第16項に記載の方法。 19、  前記装置の排気ガスの酸素量を維持する工程
    (c)において、前記最高温度の炉床の上方の炉床にお
    ける少な(とも1つの燃焼量が前記装置排気ガスの温度
    を上昇させろための燃焼量を増加させるように制御され
    、これに応答して前記アフターバーナーの空気流を減少
    させることにより前記装置の排気ガスの酸素量を増加さ
    せ、また前記装置の排気ガスの温度を低下させるための
    燃焼量を減少させるように制御され、これに応答して前
    記アフターバーナーの空気流を減少させることにより装
    置の排気ガスの酸素量を減少させることを特徴とする特
    許請求の範囲第12項乃至第18項のいずれかに記載の
    方法。 20、前記排気ガスにおける酸素量を検出し、該酸素量
    が設定点より下に下降する時、前記装置の排気ガスの温
    度を上昇させるため前記の最高温度の炉床の上方の次の
    バーナー炉床に配置される少なくとも1つのバーナーの
    燃焼量を増加させ、これが更に前記装置の排気ガスにお
    ける酸素量を増加させるため前記アフターバーナーに対
    する空気流を増加させることになり、前記燃焼量は前記
    排気ガスにおける酸素酸がその設定点に達する゛まで増
    加させられ、前記バーナーの燃焼量かその最高値まで上
    昇された後にこの設定点に達しなければ、前記の酸゛米
    量の設定点に達するま、で前記最高温度の炉床の下方の
    順次更に高い各バーナー炉床における少なくとも1つの
    バーナーの燃焼量の同程度の増加を行ない、この検出さ
    れた酸素量か前記設定点より以上に増加する時、前記バ
    ーナー炉床の温度を低下させるためその上で燃焼するバ
    ーナーを有する最も遠いバーナー炉床である最高温度の
    炉床の上方のバーナー炉床における少なくとも1つのバ
    ーナーの燃焼量を減少させ、どれが更に前記装置の排気
    ガスにおける酸素量を減少させるため前記アフターバー
    ナーの空気流を減少させることになり、前記燃焼量は前
    記排気ガスにおける酸素計がその設定点に達するまで減
    少させられ前記バーナーの燃焼量かその最低値まで減少
    させられるかあるいはバーナーが消勢された後にもこの
    設定点に達しなければ、前記の最高温度の炉床に順次近
    い最高温度の炉床のより上方の各バーナー炉床における
    少なくとも1つのバー ナーの燃焼量と同じ程度の減少
    を行なう工程からなることを特徴とする特許請求の範囲
    第19項記載の方法。 21 前記炉装置の排気ガスの温度を維持する工程(d
    )において、前記アフターバーナーの空気流か前記装置
    の排気ガスの温度を上昇させるため前記アフターバーナ
    ーの空気流を増加させるよう制御され、また前記装置の
    排気ガスの7.H度を低下させるため前記アフターバー
    ナーの空気流を減少させるよう制御されることを特徴と
    する特許請求の範囲第12項乃至第20項のいずれかに
    記載の方法。 22 前記各工程が上記の順序に実施されることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 26 前記バーナー炉床におけろバーナーの燃焼量を増
    加する時、この燃焼量の制御が、決定された最高温度の
    炉床に対し最も近いバーナー炉床における少なくとも1
    つのバーナーの燃焼量を最初に増加させ、このバーナー
    の燃焼量のその最大燃焼量への増加が最高の炉床温度、
    前記装置の排気ガスの酸素量または該装置の排気ガスの
    温度の所要の制御を生じるためには不充分であれば、こ
    のように決定された最高温度の炉床から最も遠くかつそ
    の土で少なくとも1つのバーナーが燃焼されるバーナー
    炉床におけろ少なくとも1つのバーナーの燃焼量を増加
    させ、前記バーナーのその最小燃焼量への減少または前
    記バーナーの消勢が前記の最高の炉床温度、′前記装置
    の排気ガスの酸素量または装置の排気ガス温度の所要の
    制御を生じるため不充分であれば、このように決定され
    る最高温度の炉床に対し順次近いバーナー炉床における
    少なくとも1つのバーナーの燃焼量を減少させる工程を
    含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法
    。 24、前記バーナー炉床におけるバーナーの燃焼量を制
    御する前記工程が、どの炉床が最高温度の炉床であるか
    についての混乱を避けるため、対応するバーナー炉床の
    温度を最高の炉床温度より充分低い最高温度にさせる割
    合まで燃焼量を増加させる工程を含むことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の方法。 25 固体可燃材料がその上部に導入される複数の重合
    状態に配置された炉床を有する可燃材料の燃焼のための
    多重炉床型の炉装置において、前記固体可燃材料を燃焼
    のため炉床間で下刃に供給するための装置と、前記炉装
    置の底部から灰を放出する装置と、前記炉床の少な(と
    もいくつかにおける少なくとも1つの可変燃焼量バーナ
    ーと。 前記バーナーに対して燃料および燃料燃焼空気を供給す
    るための前記バーナーに接続される燃料および空気供給
    装置と、燃焼空気を前記炉装置の底部に対して導入する
    燃焼空気導入装置と、前記炉装置の頂部から装置の排気
    ガスを排出させる排気装置と、前記多重炉床型炉装置の
    作動を制御する制御装置とを設け、前記各炉床の温度を
    走査しかつどの炉床が最高温度の炉床であるかを決定し
    、またこのように決定された最高温度の炉床の温度が予
    め定めた温度より高いか低いかを決定するため前記可燃
    材料を取扱う各炉床に接続された走査装置と、燃焼空気
    の流れを制御するため前記燃焼空気導入装置と接続され
    る燃焼空気流制御装置と各・バーナーの燃焼量を制御す
    るため対応するバーナーと接続されるバーナー制御装置
    と、前記装置の排気ガスにネける酸素量を検出してこれ
    が予め定めた値にあるか、あるいは、それよりも高いか
    低いかを決定する前記排気装置における酸素量分析装置
    と、前記装置排気ガスの温度を検出し、かつこれが予め
    定めた値にあるが、あるいはそれよりも高(・か低いか
    を決定する前記排気装置における温度検出装置とを設け
    ることを特徴とする装置。 26 前記排気装置に対して接続されたアフタ−バーナ
    ーの空気供給装置と、前記アフターバーナー空気供給装
    置に対して接続されたアフターバーナー空気流制御装置
    とを設けることを特徴とする特許請求の範囲第25項記
    載の装置。 27 前記走査装置が、前記各炉床における温度センサ
    と、前記炉床の温度を走存しかつ前記の走査された温度
    間から最も高い温度を選択し、どの炉床が最高温度の炉
    床であるかの表示および前記の最高の炉床温度の表示を
    行なうため該温度センサが接続されるスキャナーと、予
    め定めた値に設定可能でありかつ最高の炉床温度を受取
    ってこれを前記の予め定めた値と比較し、これが前記の
    予め定めた値であるか、あるいはこれより高いか低いか
    の表示を行なう最高の炉床温度制御装置とその温度設定
    点を変更するため前記の最高の炉床温度制御装置に対し
    接続された最高の炉床温度設定点制御装置とを含み、 前記バーナー制御装置は、各バーナーに対し接続されで
    ある温度設定点に設定することができ、かつ対応するバ
    ーナー炉床の温度を前記設定温度にさせるある割合で前
    記ノクーナーを燃焼させるように前記の対応するノミー
    ナーの燃焼量を制御するバーナー制御装置と、その温度
    設定点を変更するため前記各バーナー制御装置と接続さ
    れたノミーナ一温度設定点制御装置とを含み、 前記酸素分析装置は、その酸素量を決定するため前記装
    置の排気ガスを分析する酸素アナライザと、予め定めた
    設定値に設定可能であり、前記装置の排気ガスの酸素量
    を受取ってこれを前記設定値と比較し、これが前記設定
    値であるか、あるし・はこれより高いか低いかの表示を
    行なう酸素制御装置と、その前記設定値を変更するため
    前記酸素制御装置に対し接続された酸素設定点制御装置
    とを含み、 前記装置の排気ガス温度検出装置は、予め定めた設定値
    に設定可能な温度センサと、前記排気ガス温度センサに
    対し接続されて前記装置の排気ノfス温度を受取ってこ
    れを前記設定値と比較し、これが設定値であるか、ある
    いはこれより高℃・か低℃・かの表示を行なう前記装置
    の排気ガス温度制御装置と、前記の設定値を変更するた
    め前記装置の排気ガス温度制御装置に対し接続される装
    置の排気ガス温度設定点制御装置とを含むことを特徴と
    する特許請求の範囲第25項または第26項に記載の装
    置。
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